一位研究人員正在測試人工智能設計的新材料電池。圖片來源：Dan DeLong for Microsoft

人工智能(AI)可以加速尋找和測試新材料的進程。近日，微軟的研究人員利用AI設計出一種新電池，大幅降低了對昂貴的礦物鋰的依賴。

鋰離子電池為我們日常使用的許多設備以及電動汽車提供動力。但是，鋰的價格十分昂貴，且開采鋰礦會破壞環境。而尋找這種關鍵金屬的替代品又十分耗時，需要研究人員在數年內開發和測試數百萬種候選材料。

如今，利用AI技術，微軟的Nathan Baker和同事在幾個月內就完成了這項龐大的任務。他們設計并制造出一種新型電池，對鋰的消耗量減少了70%。

研究人員基于2360萬種候選材料，通過調整現有電解質的結構，將一些鋰原子換成其他元素。然后，他們又用AI算法剔除那些不穩定的材料，以及那些在電池中化學反應較弱的材料。研究人員還考慮了每種材料在電池工作時的表現。他們僅用幾天時間，就將候選材料名單減少至幾百個，其中一些材料以前從未被研究過。

“我不是材料科學家。”Baker說，“所以我打電話向一些從事大型電池研究的專家進行咨詢。”

美國西北太平洋國家實驗室的Vijay Murugesan是接聽電話的科學家之一。他和同事提出了一些額外的AI篩選標準。經過多輪淘汰，Murugesan團隊最終從AI的建議中選擇了一種材料在實驗室中進行合成。他們用這種材料制造了一個可以工作的電池，盡管與使用更多鋰的類似電池相比，它的導電性更低，不過電池功率足以點亮燈泡。

沒有參與該項目的美國麻省理工學院的Rafael Gómez Bombarelli說，該團隊使用AI來加速和增強物理學家幾十年來一直在做的計算，但這種方法未來仍可能遇到障礙。他表示，為尋找鋰替代品訓練AI所需的數據往往很少，但針對電池組件以外的材料可能需要更復雜的元素組合方式。